arch/arm/mach-sa1100/cpu-sa1100.c

   1 /*
   2  * cpu-sa1100.c: clock scaling for the SA1100
   3  *
   4  * Copyright (C) 2000 2001, The Delft University of Technology
   5  *
   6  * Authors:
   7  * - Johan Pouwelse (J.A.Pouwelse@its.tudelft.nl): initial version
   8  * - Erik Mouw (J.A.K.Mouw@its.tudelft.nl):
   9  *   - major rewrite for linux-2.3.99
  10  *   - rewritten for the more generic power management scheme in
  11  *     linux-2.4.5-rmk1
  12  *
  13  * This software has been developed while working on the LART
  14  * computing board (http://www.lart.tudelft.nl/), which is
  15  * sponsored by the Mobile Multi-media Communications
  16  * (http://www.mmc.tudelft.nl/) and Ubiquitous Communications
  17  * (http://www.ubicom.tudelft.nl/) projects.
  18  *
  19  * The authors can be reached at:
  20  *
  21  *  Erik Mouw
  22  *  Information and Communication Theory Group
  23  *  Faculty of Information Technology and Systems
  24  *  Delft University of Technology
  25  *  P.O. Box 5031
  26  *  2600 GA Delft
  27  *  The Netherlands
  28  *
  29  *
  30  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
  31  * it under the terms of the GNU General Public License as published by
  32  * the Free Software Foundation; either version 2 of the License, or
  33  * (at your option) any later version.
  34  *
  35  * This program is distributed in the hope that it will be useful,
  36  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
  37  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the
  38  * GNU General Public License for more details.
  39  *
  40  * You should have received a copy of the GNU General Public License
  41  * along with this program; if not, write to the Free Software
  42  * Foundation, Inc., 59 Temple Place, Suite 330, Boston, MA  02111-1307  USA
  43  *
  44  *
  45  * Theory of operations
  46  * ====================
  47  *
  48  * Clock scaling can be used to lower the power consumption of the CPU
  49  * core. This will give you a somewhat longer running time.
  50  *
  51  * The SA-1100 has a single register to change the core clock speed:
  52  *
  53  *   PPCR      0x90020014    PLL config
  54  *
  55  * However, the DRAM timings are closely related to the core clock
  56  * speed, so we need to change these, too. The used registers are:
  57  *
  58  *   MDCNFG    0xA0000000    DRAM config
  59  *   MDCAS0    0xA0000004    Access waveform
  60  *   MDCAS1    0xA0000008    Access waveform
  61  *   MDCAS2    0xA000000C    Access waveform
  62  *
  63  * Care must be taken to change the DRAM parameters the correct way,
  64  * because otherwise the DRAM becomes unusable and the kernel will
  65  * crash.
  66  *
  67  * The simple solution to avoid a kernel crash is to put the actual
  68  * clock change in ROM and jump to that code from the kernel. The main
  69  * disadvantage is that the ROM has to be modified, which is not
  70  * possible on all SA-1100 platforms. Another disadvantage is that
  71  * jumping to ROM makes clock switching unecessary complicated.
  72  *
  73  * The idea behind this driver is that the memory configuration can be
  74  * changed while running from DRAM (even with interrupts turned on!)
  75  * as long as all re-configuration steps yield a valid DRAM
  76  * configuration. The advantages are clear: it will run on all SA-1100
  77  * platforms, and the code is very simple.
  78  *
  79  * If you really want to understand what is going on in
  80  * sa1100_update_dram_timings(), you'll have to read sections 8.2,
  81  * 9.5.7.3, and 10.2 from the "Intel StrongARM SA-1100 Microprocessor
  82  * Developers Manual" (available for free from Intel).
  83  *
  84  */
  85
  86 #include <linux/kernel.h>
  87 #include <linux/types.h>
  88 #include <linux/init.h>
  89 #include <linux/cpufreq.h>
  90
  91 #include <asm/hardware.h>
  92
  93 extern unsigned int sa11x0_freq_to_ppcr(unsigned int khz);
  94 extern unsigned int sa11x0_validatespeed(unsigned int khz);
  95
  96
  97 typedef struct {
  98         int speed;
  99         u32 mdcnfg;
 100         u32 mdcas0;
 101         u32 mdcas1;
 102         u32 mdcas2;
 103 } sa1100_dram_regs_t;
 104
 105
 106
 107
 108 static sa1100_dram_regs_t sa1100_dram_settings[] =
 109 {
 110         /* { mdcnfg, mdcas0, mdcas1, mdcas2 } */ /* clock frequency */
 111         {  59000, 0x00dc88a3, 0xcccccccf, 0xfffffffc, 0xffffffff }, /*  59.0 MHz */
 112         {  73700, 0x011490a3, 0xcccccccf, 0xfffffffc, 0xffffffff }, /*  73.7 MHz */
 113         {  88500, 0x014e90a3, 0xcccccccf, 0xfffffffc, 0xffffffff }, /*  88.5 MHz */
 114         { 103200, 0x01889923, 0xcccccccf, 0xfffffffc, 0xffffffff }, /* 103.2 MHz */
 115         { 118000, 0x01c29923, 0x9999998f, 0xfffffff9, 0xffffffff }, /* 118.0 MHz */
 116         { 132700, 0x01fb2123, 0x9999998f, 0xfffffff9, 0xffffffff }, /* 132.7 MHz */
 117         { 147500, 0x02352123, 0x3333330f, 0xfffffff3, 0xffffffff }, /* 147.5 MHz */
 118         { 162200, 0x026b29a3, 0x38e38e1f, 0xfff8e38e, 0xffffffff }, /* 162.2 MHz */
 119         { 176900, 0x02a329a3, 0x71c71c1f, 0xfff1c71c, 0xffffffff }, /* 176.9 MHz */
 120         { 191700, 0x02dd31a3, 0xe38e383f, 0xffe38e38, 0xffffffff }, /* 191.7 MHz */
 121         { 206400, 0x03153223, 0xc71c703f, 0xffc71c71, 0xffffffff }, /* 206.4 MHz */
 122         { 221200, 0x034fba23, 0xc71c703f, 0xffc71c71, 0xffffffff }, /* 221.2 MHz */
 123         { 235900, 0x03853a23, 0xe1e1e07f, 0xe1e1e1e1, 0xffffffe1 }, /* 235.9 MHz */
 124         { 250700, 0x03bf3aa3, 0xc3c3c07f, 0xc3c3c3c3, 0xffffffc3 }, /* 250.7 MHz */
 125         { 265400, 0x03f7c2a3, 0xc3c3c07f, 0xc3c3c3c3, 0xffffffc3 }, /* 265.4 MHz */
 126         { 280200, 0x0431c2a3, 0x878780ff, 0x87878787, 0xffffff87 }, /* 280.2 MHz */
 127         { 0, 0, 0, 0, 0 } /* last entry */
 128 };
 129
 130
 131
 132
 133 static void sa1100_update_dram_timings(int current_speed, int new_speed)
 134 {
 135         sa1100_dram_regs_t *settings = sa1100_dram_settings;
 136
 137         /* find speed */
 138         while(settings->speed != 0) {
 139                 if(new_speed == settings->speed)
 140                         break;
 141
 142                 settings++;
 143         }
 144
 145         if(settings->speed == 0) {
 146                 panic("%s: couldn't find dram setting for speed %d\n",
 147                       __FUNCTION__, new_speed);
 148         }
 149
 150         /* No risk, no fun: run with interrupts on! */
 151         if(new_speed > current_speed) {
 152                 /* We're going FASTER, so first relax the memory
 153                  * timings before changing the core frequency
 154                  */
 155
 156                 /* Half the memory access clock */
 157                 MDCNFG |= MDCNFG_CDB2;
 158
 159                 /* The order of these statements IS important, keep 8
 160                  * pulses!!
 161                  */
 162                 MDCAS2 = settings->mdcas2;
 163                 MDCAS1 = settings->mdcas1;
 164                 MDCAS0 = settings->mdcas0;
 165                 MDCNFG = settings->mdcnfg;
 166         } else {
 167                 /* We're going SLOWER: first decrease the core
 168                  * frequency and then tighten the memory settings.
 169                  */
 170
 171                 /* Half the memory access clock */
 172                 MDCNFG |= MDCNFG_CDB2;
 173
 174                 /* The order of these statements IS important, keep 8
 175                  * pulses!!
 176                  */
 177                 MDCAS0 = settings->mdcas0;
 178                 MDCAS1 = settings->mdcas1;
 179                 MDCAS2 = settings->mdcas2;
 180                 MDCNFG = settings->mdcnfg;
 181         }
 182 }
 183
 184
 185
 186
 187 static int sa1100_dram_notifier(struct notifier_block *nb,
 188                                 unsigned long val, void *data)
 189 {
 190         struct cpufreq_info *ci = data;
 191
 192         switch(val) {
 193         case CPUFREQ_MINMAX:
 194                 cpufreq_updateminmax(data, sa1100_dram_settings->speed, -1);
 195                 break;
 196
 197         case CPUFREQ_PRECHANGE:
 198                 if(ci->new_freq > ci->old_freq)
 199                         sa1100_update_dram_timings(ci->old_freq, ci->new_freq);
 200                 break;
 201
 202         case CPUFREQ_POSTCHANGE:
 203                 if(ci->new_freq < ci->old_freq)
 204                         sa1100_update_dram_timings(ci->old_freq, ci->new_freq);
 205                 break;
 206
 207         default:
 208                 printk(KERN_INFO "%s: ignoring unknown notifier type (%ld)\n",
 209                        __FUNCTION__, val);
 210         }
 211
 212         return 0;
 213 }
 214
 215
 216
 217
 218 static struct notifier_block sa1100_dram_block = {
 219         .notifier_call = sa1100_dram_notifier,
 220 };
 221
 222
 223 static void sa1100_setspeed(unsigned int khz)
 224 {
 225         PPCR = sa11x0_freq_to_ppcr(khz);
 226 }
 227
 228 static int __init sa1100_dram_init(void)
 229 {
 230         int ret = -ENODEV;
 231
 232         if ((processor_id & CPU_SA1100_MASK) == CPU_SA1100_ID) {
 233                 ret = cpufreq_register_notifier(&sa1100_dram_block);
 234
 235                 cpufreq_setfunctions(sa11x0_validatespeed, sa1100_setspeed);
 236         }
 237
 238         return ret;
 239 }
 240
 241 __initcall(sa1100_dram_init);